煤礦安全生產信息系統應用技術研究

單永軍(冀中能源張礦集團鄂爾多斯市張家梁煤炭有限責任公司，內蒙古 鄂爾多斯 017000)

0 引言

煤礦安全生產逐漸得到國家的重視，信息系統的應用也逐漸成為現代煤礦生產中最顯著的特征。基于煤礦生產的特殊要求，煤礦企業負責人要實時關注市場動態，積極運用科學技術手段，做到在生產技術上的不斷創新。目前，我國煤礦安全生產信息系統仍處于探索階段，這也使得安全生產管理成為煤礦生產管理中較為薄弱的一環。

1 煤礦安全生產信息系統的設計

煤礦安全信息系統包含監視、控制、數據采集等多種類型，將信息與生產緊密地融合起來，做到最大程度的預防與控制。創建一個準確、規范、實時的煤礦生產數據庫，是企業在安全生產中針對安全生產管理實行的重要措施，同時保證了生產業務的細致、高效地完成。安全生產系統的建立促進了我國煤礦安全生產水平的提高。

1.1 設計原則

安全信息系統的設計原則要求具有穩定性、可維護性、先進安全性、開放標準性、實用性等。整個系統安全穩定的運行對確保煤礦安全生產具有十分重要的意義，其中系統實用、穩定、先進是必不可少的要求；在系統設計時要充分體現先進的管理理念，確保系統對用戶信息起到安全防護的作用；互聯網本身就是一個開放的大數據系統，在安全信息系統運行時要嚴格按照標準進行開發和維護，做到在日益激烈的競爭下能夠讓系統在煤礦生產中迅速正確運行。

1.2 設計功能

信息系統在設計時主要是在實時報警、數據查詢、統計分析方面做到不斷優化，以適應現代煤礦安全生產的要求：一，實時報警。煤礦企業可根據報警燈的顏色判斷礦井中是否存在風險隱患。當傳感器超限時，系統會自動彈出窗口，同時伴有語音報警，若報警系統連接到手機上，出現風險會隨時彈出提示，預警主要有瓦斯、一氧化碳、溫度等進行設置。用戶可通過界面查找出相關位置的實時信息，點擊鼠標畫面能夠轉移到要查看的礦點界面。二，數據查詢。數據查詢包括實時故障顯示、數據異常查詢，在搜索框內輸入關鍵字，便可獲得相關礦點的各種數據，對于歷年的數據也可使用同樣的辦法進行查找，還配有數據曲線以供分析。三，統計分析。統計分析包括統計報表分類、物資趨勢分析報表、制定統一報表等。系統可以根據礦點類別、超限類別、超限范圍對數據進行分類，可直接導入到相應類別的表格中，在聯網狀態下，可根據需要執行相應的功能。分析設備還具有預覽、打印的功能，同時能夠自定義報表的格式[1]。

2 信息系統在煤礦生產中的應用

2.1 煤礦安全監測系統

以某煤礦企業為例，該公司煤礦安全監測系統分別在13年、14年相繼建設完成。煤礦安全監測系統包括3套KJ2000、2套KJ90和4套KJ126，分礦共計160臺，傳感器分別對一氧化碳、風速、溫度、壓強等進行監控，在發生風險時可及時進行預測。公司于14年在安監局設立了監控中心，通過互聯網工程對煤礦安全生產管理實行監控，并結合使用光纖傳輸數據。這個系統可以對信息進行匯總，并且對傳感器超限和網絡故障具有語音提示功能、數據查詢和打印功能等。該煤礦集團安全監測系統實現了公司的多級聯網，確保了企業生產水平的提高。

煤礦安全監測系統建立使用的同時還要注重對系統的維護。使用系統時難免會出現問題，也會存在使用年限，煤礦工人的安全問題不能夠被忽視，一旦發生事故，后果是無法估量的。因此對系統進行維修也是建立煤礦安全監測系統的重要一環。有些煤礦就是因為系統年久失修、更新不及時，對風險預測不及時，導致瓦斯事故的發生，企業要從教訓中吸取經驗，為避免事故的發生和確保系統的正常工作，在發現系統問題時要第一時間進行維修，以此充分發揮煤礦安全監測系統的功能[2]。

2.2 礦井移動通信系統

礦井移動通信系統的主要目的是保證井下人員的人身安全，以及企業生產效率的提高。礦井移動通信系統能夠幫助調度者及時了解，及時掌握礦區的人員情況和礦區內的工作信息，通過調度指揮使得各部門的工作緊密協調，并且保證了信息實時的向總部傳輸，實現煤礦安全生產的工作目標；調度總部接受來自井下的實時信息后，進行有關工作的部署，將決策信息再一次通過移動通信系統傳輸回井下，保證礦井監督工作的有效落實；通過調度設備，指揮者可及時掌握第一手資料和實況信息，當緊急事故來臨時，仍可通過移動通信系統對其他各個礦區調度，有效提高礦井的安全系數等級；通過語音傳達至各礦區、各崗位的資料，避免違規事故的發生，能夠及時在有關部門備案。

2.3 井下人員信息管理系統

井下人員信息管理系統主要是提供井下工作人員的實時位置信息、人員數量，一旦當危險降臨，為井下人員提供可呼救的設備，保證搶救措施的全面進行；能夠記錄在礦井重點區域攜卡人員進出礦井的時刻，又可繪制出下井人員的活動軌跡，便于管理者隨時掌握礦井內工作人員的總數和分布情況，進而對礦業的日常經營管理工作進行合理有效的調度和指揮。在某煤礦公司正式啟用井下人員信息管理系統后，該公司的人員管理水平提高了。在系統包括一套后臺主機、1350張射頻識別卡、14000mRS485信號電纜、11000m分站天線以及16套防爆電源、60臺定位器，實現巷道信號的全面覆蓋。這套系統的應用實現了井下人員的精確定位以及安全管理，并為工作人員提供了呼救、查詢、報表統計等功能，大大提高了該企業的安全生產效率。

2.4 安全生產地理信息系統

安全生產地理信息系統在煤礦安全監測系統建立的基礎上，新興的集成地測數據系統，在GIS技術的支持下，對井下侵權進行實時跟蹤，并將集成的數據統一存儲，主要由空間數據存儲平臺、Web協作平臺和安全專業應用平臺構成，實現了安全生產信息共享與網絡遠程決策。總而言之，安全生產地理信息系統實現了企業通過互聯網在企業內部的礦井地理信息共享。

安全生產地理信息系統由異構數據切換查詢系統、生產信息決策系統、信息分析功能系統組成。異構數據切換查詢系統的主要功能是利用VB、VC等程序語言軟件結合CAD對煤礦圖形與非圖形進行處理，為用戶在煤礦生產安全、經營管理中對信息進行查詢提供了巨大幫助。后期還可通過CAD對數據庫內的煤礦圖形進行添加或刪除處理，并根據實際需要將數據與圖形連接，實現在圖形與非圖形兩者中的切換。生產信息決策系統以互聯網為紐帶，以GIS技術為支撐點，以本地計算機與云中數據庫基礎，實現井下風險的自動報警，是Web協作服務中具有特色的平臺，以多方式的形式反映礦井地質災情與災害背景。信息分析功能系統主要是對存儲的煤礦安全地理信息進行分析，并反饋出具體的地理特征，并從兩方面進行檢索、查詢、分析，將空間與屬性緊密地結合，形象、精確地表達出來，為煤炭集團的安全決策者提供強有力的依據。

2.5 KJ45安全生產綜合信息系統

2.5.1 組態軟件系統

組態軟件系統包括服務器系統集成軟件、工程師組態軟件、客戶端瀏覽軟件等組成。將組態軟件應用到KJ45安全生產綜合信息系統中能夠滿足不同企業的用戶的多樣化的要求，實現對信息的瀏覽、數據顯示等的要求。集成軟件的主要功能是將分系統中的數據進行配置與整合，形成統一的礦井安全生產管理文件，通過互聯網將數據發送出去，以供接下來的生產管理者的使用；工程師組態軟件的功能是為礦井工程設計師提供一個平臺，根據用戶的需求組織并顯示不同的畫面；客戶端瀏覽軟件是為用戶提供瀏覽畫面和瀏覽信息的一個平臺。

2.5.2 視頻監視系統

礦井位于距離地面上百米的位置，受到礦點附近磁場以及地質情況等其他因素的影響，同軸電纜在進行圖像傳輸時會產生很大干擾，若在井下使用光纖傳輸圖像，不論是在圖像清晰度還是傳輸距離上都會比同軸電纜傳輸效果強。在調度室穩定圖像顯示屏中，通過計算機視頻檢測系統可對礦點的監控、分控等進行實時切換，可供領導以及礦井決策部門便捷地直觀地進行現場安全指揮。在監視系統的終端分別接入了本地攝像機和云中圖像監視軟件，本地攝像機為現場調度提供畫面，云中圖像監視軟件則是為領導能夠遠程進行指揮，實現現場與總部的互動和協調合作，為集團企業與各分礦之間的調度提供了可視通信。

2.5.3 分布式安全生產綜合數據庫

基于目前煤礦安全生產管理方式，總結出安全生產管理的特點，并制定一系列的數據管理規則，從而設計出長期可行的生產管理規劃，是煤礦企業追求自身穩定發展不可或缺的一環。在集團公司與分公司設計數據庫時，要做到信息數據實時共享，既要保證數據的統一性，又要保證數據的準確靈活性，允許分礦在進行設計時具有自己的實際特點。分布式安全生產綜合數據庫是在基層數據的基礎上，形成的一個為集團公司服務的分類數據庫，為集團公司做決策以及進行生產調度提供幫助，為領導提供準確可靠的生產數據，便于生產問題的及時發現和迅速解決[3]。

3 結語

綜上所述，煤礦信息系統的建立，為煤礦企業的管理部門提供了一個科學實用的生產安全管理的手段。安全管理意識的提高，確保了安全信息系統管理工作的順利進行。煤礦安全生產信息系統的技術應用大大提高了我國在煤礦產業的安全生產水平，也是安全生產信息系統建立的本質以及重要目的。